10G SR光模块取消ER调试可行性分析

1、背景

对于10G SR 光模块，目前消光比调节采用的是TW100 1G 速率下调试，而终测使用的是2100 示波器10G 速率下测试，这样会有以下几个误差因素，

A TW100 消光比本身探测误差

B TW100 与2100 设备之间的测量误差

C 1G 速率下与10G 速率下实际消光比误差

10G SR 采用的是交流驱动，只有IBIAS 对其光功率做贡献，目前我们调试便是使用的开环下调IBIAS 来调光功率，然后调IMOD 调ER。

在ER和P固定的情况下，IMOD 是可以通过IBIAS估算出来的，VCSEL的ITH非常小，交耦情况下IBIAS要比ITH大很多，此时估算的精度应该比较高。

如果可以在光功率调节后，通过调好的IBIAS值计算出IMOD，然后直接写入模块，就可以避免上述的误差，同时节约调试时间增加效率。

2、理论可行性分析

2.1 IMOD与IBIAS关系

交流驱动的LD 的PI 关系如下图所示：

此时有以下关系式

如果想要采用IMOD写入IBIAS相关值的方法，需要保证其比值相对稳定，从式中可以看出，需要满足以下条件：

交流耦合驱动的VCSEL激光器具有以下特性：

A ITH非常小，常温典型值为1mA，IBIAS常温典型值为5~6mA，所以相对较小

B 同种管芯ITH分布非常集中

虽然IBIAS由于耦合效率的原因比较离散，但由于相对较小，所以总体来说的比值相对稳定。

2.2 临界误差计算

ER确定时N为常数，值可参考下表：

那么这0.11IBIAS偏差的IMOD会带来ER多大的变化呢？

举一个例子，最大IBIAS=6.25，此时0.11IBIAS=0.6875mA

典型值ITH=1mA情况下，IBIAS=6.25时，ER=4.2所需IMOD=0.9*（1-1/6.25）*6.25=4.725

负偏差0.6875mA下IMOD=4.037，此时ER=3.5

正偏差0.6875mA下IMOD=5.4125，此时ER=4.95

表一列举了在BIAS和ITH变化的临界情况下，正负偏差时的ER变化情况，结果均未超出模块3<ER<6的spec要求。

以上均为极限情况下的计算，正常情况下，同种管芯的LD阈值分布非常集中，所以结果应该比以上运算结果更优。

3 验证数据分析

根据经验，将MAXIM方案SR模块的IBIAS与IMOD的DA写为相同值，ER为4.2左右，选取9pcs样品调试，调试方法均为开环调BIAS，达到目标光功率后直接将IMOD的DA写为IBIAS的DA相同值，而后测试ER值。

3.1 常温测试IBIAS变化影响

在常温下，同种管芯激光器ITH分布较为集中且相对稳定，此时调节光功率，可以看出IBIAS变化对于ER影响，调试光功率变化范围为-2~-4dBm，测得数据如下：

从数据中可以看出，在BIAS变化非常大的区间内，ER偏差并不大，如果仅看功率调试spec-2.5~-3dBm范围内的ER,偏差仅为0.34。

3.2 ITH,IBIAS共同变化影响

为了进一步验证兼容性，将6pcs模块在高低温下调试，随着温度改变，LD的ITH与效率都将会发生变化，高低温下调试光功率变化范围为-2~-4dBm，测得数据如下：

从数据中可以看出，即使在这种极限条件下，ER偏差依然没有超出范围，如果仅看功率调试spec-2.5~-3dBm范围内的ER, 偏差为1.1。

4 结论

VCSEL激光器的阈值较低，采用交耦驱动时只有IBIAS对于光功率有贡献，且IBIAS较大，此时所需IMOD与IBIAS的比值相对稳定且可以通过调试测得，可以开环调节光功率后直接写入计算后的IMOD，省去ER调节的步骤，节约调试时间，同时可以保证调试精度。建议小批量时采用该种调试方法检验效果。